EP0981457B1 - Antriebsvorrichtung für ein zwischen endstellungen bewegbares teil eines fahrzeugs und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Antriebsvorrichtung für ein zwischen endstellungen bewegbares teil eines fahrzeugs und verfahren zu ihrer herstellung Download PDF

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EP0981457B1
EP0981457B1 EP98959778A EP98959778A EP0981457B1 EP 0981457 B1 EP0981457 B1 EP 0981457B1 EP 98959778 A EP98959778 A EP 98959778A EP 98959778 A EP98959778 A EP 98959778A EP 0981457 B1 EP0981457 B1 EP 0981457B1
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EP
European Patent Office
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drive device
indexing wheel
magnetized
wheel
vehicle
Prior art date
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EP98959778A
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EP0981457B2 (de
EP0981457A1 (de
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Christof Bernauer
Peter Braun
Rolf Baumann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0981457A1 publication Critical patent/EP0981457A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J7/00—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs
    • B60J7/02—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes
    • B60J7/04—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes with rigid plate-like element or elements, e.g. open roofs with harmonica-type folding rigid panels
    • B60J7/057—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60J7/057—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
    • B60J7/0573—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs power driven arrangements, e.g. electrical
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2400/00—Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/32—Position control, detection or monitoring
    • E05Y2400/322—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors
    • E05Y2400/326—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors of the angular type

Definitions

  • the invention is based on a drive device the genus of claim 1 or a method according to Genus of claim 4 or 5.
  • the publication DE 10 24 373 C3 is already one Drive device for an between end positions Movable part known as the sunroof of a vehicle.
  • This drive device has an electric motor the reduction gear downstream of the electric motor, one pulley coupled to the reduction gear for Moving a rope leading to the sunroof and one Switching device that by means of a gear pair
  • the ones from Switch fingers actuable switch contacts are used for The electric motor stops when the sunroof is in reaches its constructive end positions.
  • US 44,68,063 A is another Drive device for a sunroof known.
  • This contains an electric motor, a worm gear, a Safety clutch on the worm gear, a gear shaft and a first driven by the gear shaft Gear arrangement for driving a pinion into which Engage sunroof drive wires, and a second Gear arrangement for driving a switching device.
  • the second gear arrangement is here as a so-called Eccentric gear transmission designed and registered Ratchet wheel with cams.
  • the first gear arrangement and the second gear arrangement designed such that at a sliding roof between his two End positions the ratchet wheel makes less than one turn.
  • the ratchet wheel has two cams at axial intervals, which are each assigned a microswitch.
  • Such a code disk is here with a Gray code equipped, therefore requires several code tracks and sets a relatively complicated evaluation circuit, which to the optical sensors is connected in advance as well Control circuit, the evaluation results with from one Compare program memory readable setpoints and in Depending on the comparison result, the speed of the Electric motor controls.
  • One by the pamphlet EP 0 531 793 A1 known further drive device with a so-called operable in two directions Ultrasonic motor also has one in sync with one Wiper arm rotatable code disc, the light-dark markings having.
  • the light-dark markings arranged so that it is directly connected to an optical sensor Specify swivel positions of the wiper arm.
  • An electrical positioning drive is known from EP 0 692 400 A1, at the radially successive different tracks for angle detection are arranged.
  • permanent magnets are such in mechanical grooves Switching wheels arranged that these in the radial inner surfaces with sensor elements interact.
  • the paths and angle settings are structurally fixed.
  • WO 97/43602 A shows a device for detecting rotary movements, at which the radial outer surfaces of a magnetic ring via pole shoes with a detector interact.
  • the magnetic areas are also structurally fixed.
  • control devices indifferent whether their ratchet wheels synchronized with output shafts from Drive devices are rotated or indirectly via reduction gears with fixed Gear ratios from these output shafts mechanically driven, sometimes mechanically are to be adapted for each vehicle type predefined paths or angles between the end positions of the movable parts and optionally at least one Intermediate position.
  • the drive device according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the method with the characterizing features of claim 4 or 5 has the advantage that the ratchet as a neutral component made of magnetizable material can be placed in stock and only shortly before installation in the respective individual Drive device or after installation in this Drive device can be manufactured by magnetizing with a magnetization pattern that matches that Use case corresponds.
  • the ratchet wheels are each depending on the application on one or more concentric Ring zones have at least one north-south pole sequence. That I assigned magnetic field sensitive sensors such as Hall sensors easily according to a predetermined pattern and with great repeatability on one Have the holding device attached like the printed circuit board is a time-consuming adjustment of the control devices avoided. It is sufficient, for example, if a Cover the respective switching wheel for exact magnetization is checked by Northern Poland and Southern Poland. recognizable the invention reduces inventory costs and accelerates the completion of drive devices.
  • process claim 4 give the advantage that the magnetization, for example an assembly line for such drive devices is feasible so that before commissioning one for it necessary magnetizing device only on that Insert the correct magnetizing coil or Magnetization tool.
  • the magnetization on the assembly line avoids confusion and simplifies storage.
  • the procedure with the characteristic features of the Claim 5 has the advantage that the washer on one Worm gear can be attached before this worm gear is installed in the drive device.
  • control device of the drive device is suitable for stopping the electric motor for example in two end positions or / and additionally at least one intermediate position.
  • the drive device with the characteristic features of claim 3 has the advantage that on the one hand Ratchet wheel non-rotatable with the drive device is coupled and on the other hand, for example disassembly restores the original Alignment is possible.
  • the characteristic ones close Features a correct insertion of the ratchet wheel in the Drive device with a.
  • the procedure with the characteristic features of the Claim 6 has the advantage that a one-time exact Rotational alignment of the magnetizing tool or the Magnetization coil a subsequent alignment of the Switching disc before final completion of the Makes drive device unnecessary. So far you could an unmagnetized switching disc in any desired Insert way in the drive device and non-rotatably fix, for example by gluing.
  • the invention shows in Figure 1 a section through a partially completed drive device, Figure 2 a Item of the drive device according to the invention and Figure 3 shows the drive device according to the invention in assembled condition.
  • Drive device 2 designed as a Drive device for a wiper, for the Partially drive the drive device 2 shown crank 3 of a not shown Crank gear, which leads to a wiper arm, in rotation added.
  • the drive device 2 has a housing 4 and according to the Figure 3 shows a housing cover 5, not shown Electric motor for driving a worm shaft 6, one with the worm shaft 6 meshing worm wheel 7, one with the Worm wheel 7 non-rotatably connected worm wheel shaft 8, in the housing 4 bearing bushes 9 and 10 for the Worm gear shaft 8 and a control device 11 which in Example one connected to the worm wheel 7 in a rotationally fixed manner Ratchet wheel 12 and the front of the ratchet wheel 12 and there turned away from worm wheel 7 here three Magnetic flux sensitive sensors 13, 14, 15 on one Has sensor bridge 16.
  • the sensor bridge 16 is designed, for example, as one Printed circuit board, which can be attached to the housing cover 5 can.
  • the sensors 13, 14 and 15 do not point here soldering tabs shown, by means of which the sensors 13 can be soldered to 15 on the sensor bridge 16.
  • the Sensors 13 to 15 are, for example, Hall sensors trained and have one of the switching disc 12 Minimum distance. So that this minimum distance is maintained, is a resilient outside of the housing 4 Axial locking ring 17 around the worm wheel shaft 8 arranged.
  • the axial locking ring 17 has resilient Claws 18, which move the worm wheel shaft out 8 from the axial locking ring 17 and an approximation Avoid the worm wheel 7 to the sensors 13 to 15.
  • a thrust washer 19 installed for example Spring steel sheet exists and has a wear-reducing effect, so that a constructively desired distance between the worm wheel 7 or the switching disk 12 and the sensors 13 to 15 remains sufficiently safe.
  • Such wear-reducing measure is also taken through Inserting a second thrust washer 20 between a hub 21 of the worm wheel 7 and the housing 4.
  • the worm wheel 7 and its hub 21 are made of thermoplastic Injection molded plastic, creating a twist-proof connection can be produced with the worm shaft 8 by arrangement a knurling 22 or an alternative cord in which to form a positive connection between the thermoplastic penetrates. So far are for responsible specialist the mechanical components of the Drive device 2 described sufficiently.
  • FIG. 1 the ratchet 12 is cut longitudinally shown, it being apparent that a part 21 'of Hub 21 serves as a centering pin that fits into an opening 23 of the ratchet wheel 12 protrudes.
  • a top view of that Switching wheel 12 with its opening 23 is shown in FIG. 2 shown.
  • the circumference of the opening 23 interrupted by three uneven grooves 24, 25 and 26.
  • the part 21 'can Cross sections of the grooves 24, 25 and 26 matched projections have, so that these projections together with the grooves 24, 25 and 26 form a multi-spline connection, which at Push the switching disc 12 over the part 21 ' Angle correct and also side correct alignment of the Switch disc 12 to the worm wheel 7 and thus later Crank 3 enforces insofar as with another Alignment of the ratchet 12 not over the part 21 ' is pluggable.
  • the three grooves 24, 25 and 26 thus effect a coding, as for example in principle electrical connectors is known to avoid Incorrect connections and short circuits.
  • a radial section show by the ratchet 12 is recognizable, that is Ratchet in the manner of a ring disc, so essentially thinly trained.
  • This washer is for example made of permanent magnet powder and one thermoplastic bond. So that this washer 12 the your intended task of signal generation in at least one of the sensors 13 to 15 can meet, it is too magnetize, the magnetization depending on the adjustment range given by a vehicle type he follows. Depending on the vehicle type or even the body type hence the magnetization according to an adapted pattern respectively. An example of such a pattern is shown in Figure 2 by arranging a Magnetizing coil 30, so one Magnetizing tool, above the plan of the ring disc 12.
  • the Magnetizing coil 30 Starting from a plus connection, the Magnetizing coil 30 successively radial Wire sections 31 to 39 and in between concentric, so arcuate wire sections 40 to 47. If Magnetizing current through the magnetizing coil 30 is conducted, this magnetizing current flows in the radial wire section 31 radially inwards, ie in the direction the center axis of the washer 12. This results in the "right screw rule" at 31 which there with N and S designated pole arrangement and at 32, 33, 34, 35, 36, 37 and 38, the pole arrangements given there result.
  • the coil 30 can be fixed in a coil holder 50. On such a coil holder 50 is schematized in FIG. 1 shown.
  • Ratchet 12 according to a predetermined pattern magnetize without the ratchet 12 with the Drive device 2 is combined. From this possibility is used, for example, when a unmagnetized blank of such a ratchet wheel from one Storage tank removed from the assembly line and on the Way to an assembly station of this assembly line is magnetized. In this case it is formed by the Arrangement of the grooves 24, 25 and 26 created the coding Ensure that the ratchet 12 only in the pre-planned Alignment along the part 21 'to the worm wheel 7 is lowerable. There it is then, for example, by means of Glue held.
  • FIG. 1 The alternative to this is shown in FIG. 1 using which by means of a coil holder 50 above the Switch disk 12 aligned magnetizing coil 30. So that a predeterminable rotational orientation of the Magnetization pattern relative to the ratchet 12 and thereby the drive device 2 also comes about, that is Housing 4 of the drive device 2 in one Receiving device 51 used.
  • the cradle 51 points for receiving one from the drive device 2 protruding section of the worm shaft 8 a Location bore 52 on and for the correct rotational alignment around the receiving bore 52, the housing 4 has one Alignment pin 53 which dips into an alignment groove 54, the itself at the top and at the front in one Receiving device 51 belonging column 55 is located.
  • the invention is described in Connection with a drive device 2, for a Windshield wipers is determined and therefore relatively simple in Construction is.
  • the invention is also applicable to a such drive device to the genus of Sunroof drive devices heard. This genus is extensively mentioned in the introduction to the description, so that it here no further explanation based on a drawing requirement.
  • a Sunroof drive device does not matter in which way transmission torque transmission elements are trained. It also does not matter which type of gear for turning the ratchet wheel 12 depending the length of a path covered by a sunroof is used.
  • the application of the invention is not to driving limited by windshield wipers or sunroofs. Rather, the invention can also be used with Window regulators, ventilation flaps, sliding doors, vehicle seats and steering wheel assemblies.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung nach der Gattung des Anspruches 1 bzw. einem Verfahren nach der Gattung des Anspruches 4 oder 5.
Durch die Druckschrift DE 10 24 373 C3 ist bereits eine Antriebsvorrichtung für ein zwischen Endstellungen bewegbares Teil wie Schiebedach eines Fahrzeugs bekannt. Diese Antriebsvorrichtung besitzt einen Elektromotor, ein dem Elektromotor nachgeordnetes Untersetzungsgetriebe, eine an das Untersetzungsgetriebe angekoppelte Seilrolle zum Bewegen eines zu dem Schiebedach führenden Seiles und eine Schalteinrichtung, die mittels eines Zahnradpaares in Antriebsverbindung mit der Seiltrommel steht und eine Schneckenwelle, ein mit dieser kämmendes Schneckenrad, das einen Schaltfinger trägt und dieserart ein Schaltrad bildet, und einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist, die von dem Schaltfinger betätigbar sind. Die vom Schaltfinger betätigbaren Schaltkontakte dienen zum Stillsitzen des Elektromotors dann, wenn das Schiebedach in seine konstruktiv festgelegten Endpositionen gelangt. Dabei sind die beiden Zahnräder, die Schnecke und das Schneckenrad so ausgebildet, daß eine Verschiebung des Schiebedaches zwischen den konstruktiv festgelegten Endlagen im wesentlichen ein Drittel einer Umdrehung des Schneckenrades zur Folge hat. Einer der Endschalter ist in der Schalteinrichtung fest montiert angeordnet, wogegen der andere Endlagenschalter passend zum Verschiebeweg des Schiebedaches justierbar ist. Dieserart kann die Antriebsvorrichtung nach ihrer Herstellung justiert und in justiertem Zustand in ein Fahrzeug eingebaut werden.
Durch die Druckschrift US 44,68,063 A ist eine weitere Antriebsvorrichtung für ein Schiebedach bekannt. Diese enthält einen Elektromotor, ein Schneckengetriebe, eine Sicherheitskupplung am Schneckengetriebe, eine Getriebewelle und von der Getriebewelle antreibbar eine erste Getriebeanordnung zum Antreiben eines Ritzels, in das Antriebsdrähte des Schiebedaches eingreifen, und eine zweite Getriebeanordnung zum Antreiben einer Schalteinrichtung. Die zweite Getriebeanordnung ist hier als ein sogenanntes Exzenterzahnrädergetriebe ausgebildet und trägt ein Schaltrad mit Nocken. Dabei sind die erste Getriebeanordnung und die zweite Getriebeanordnung derart gestaltet, daß bei einer Verschiebung des Schiebedaches zwischen seinen beiden Endlagen das Schaltrad weniger als eine Umdrehung ausführt. Das Schaltrad weist in axialen Abständen zwei Nocken auf, denen je ein Mikroschalter zugeordnet ist. In der Druckschrift ist angegeben, daß die Antriebsvorrichtung vormontiert und exakt justiert werden kann vor dem Einsetzen in ein Fahrzeug.
Durch die Druckschrift EP 0 469 286 B1 ist eine weitere Antriebsvorrichtung bekannt, deren Schaltrad beispielsweise zwei Nocken und diesen zugeordnet zwei Schalter aufweisen kann. Alternativ gibt die Druckschrift auch an, daß anstelle von Nocken Permanentmagnete an dem Schaltrad befestigt sein können und daß diesen Permanentmagneten dann magnetfeldempfindliche Sensoren wie Hall-Sensoren zugeordnet werden.
Es gibt noch Antriebsvorrichtungen mit Elektromotoren, Schneckengetrieben und Steuereinrichtungen zum Bewegen von Scheibenwischern zwischen zwei Endstellungen. Dabei sind dann Schalträder zum Betätigen von Kontakten und auch Kurbeln, die über Gelenkstangen an Wischerarmen angreifen, starr mit den Wellen von Schneckenrädern verbunden. Durch die Druckschrift US 48 66 357 A ist es bei einer Antriebsvorrichtung für einen Scheibenwischer bekannt, anstelle von mechanisch betätigten Kontakten berührungslos arbeitende optische Sensoren zu verwenden zu dem Zweck, in Abhängigkeit von der ausgewählten Größe eines Wischfeldes einen Elektromotor abwechselnd in zwei Drehrichtungen umzuschalten und zwischen den Umschaltungen die Wischgeschwindigkeit nach einem vorgewählten Zeitplan zu variieren. In Abhängigkeit von einem jeweiligen Schwenkwinkel eines Wischerarmes erhalten die optischen Sensoren Hellsignale, die von einer Codescheibe gesteuert werden. Eine solche Codescheibe ist hier mit einem Gray-Code ausgestattet, benötigt also mehrere Codespuren und setzt eine relativ komplizierte Auswerteschaltung, die an die optischen Sensoren angeschlossen ist, voraus sowie eine Regelschaltung, die Auswertungsergebnisse mit aus einem Programmspeicher auslesbaren Sollwerten vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die Drehzahl des Elektromotors steuert. Eine durch die Druckschrift EP 0 531 793 A1 bekannte weitere Antriebsvorrichtung mit einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren sogenannten Ultraschallmotor besitzt ebenfalls eine synchron mit einem Wischerarm verdrehbare Codescheibe, die Hell-Dunkel-Markierungen aufweist. Hierbei sind die Hell-Dunkel-Markierungen so angeordnet, dass sie direkt in Verbindung mit einem optischen Sensor Schwenkpositionen des Scheibenwischerarmes angeben.
Die Druckschrift US 5,528,139 beschreibt einen Elektromotor, zu dessen Positionserfassung ein röhrenförmiger Magnet auf einer Ankerwelle angeordnet ist. Bei einer Ausführung gemäß Fig. 4 wechselwirkt ein Sensor mit einer Fläche des Magneten, die senkrecht zu dessen Drehrichtung ausgerichtet ist. Die magnetische Wirkung des röhrenförmigen Magneten ist im Wesentlichen konstruktiv durch dessen bauliche Form bestimmt.
Mit der EP 0 692 400 A1 ist ein elektrischer Positionierantrieb bekannt geworden, bei dem radial aufeinanderfolgend verschiedene Spuren für eine Winkelerkennung angeordnet sind. Hierbei sind Dauermagneten derart in mechanischen Nuten des Schaltrads angeordnet, dass diese in den radialen Innenflächen mit Sensorelementen wechselwirken. Die Bahnen und Winkeleinstellungen sind dabei baulich fest vorgegeben.
Die WO 97/43602 A zeigt eine Vorrichtung zum Erfassen rotatorischer Bewegungen, bei der die radialen Außenflächen eines Magnetrings über Polschuhe mit einem Detektor wechselwirken. Dabei sind die magnetischen Bereiche ebenfalls baulich fest vorgegeben.
Erkennbar ist, daß solche Steuereinrichtungen, gleichgültig ob ihre Schalträder synchron mit Ausgangswellen von Antriebsvorrichtungen gedreht werden oder aber mittelbar über Untersetzungsgetriebe mit festgelegten Übersetzungsverhältnissen von diesen Ausgangswellen mechanisch angetrieben werden, fallweise mechanisch anzupassen sind für jeweils durch einen Fahrzeugtyp vorgegebene Wege oder Winkel zwischen Endstellungen der bewegbaren Teile und gegebenenfalls noch wenigstens einer Zwischenstellung. Demzufolge kann es nötig sein, für unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedliche Steuernocken bzw. unterschiedliche Code-Scheiben auf Vorrat zu halten oder die Ausrichtung von Sensoren per teures Justieren anzupassen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 4 oder 5 hat den Vorteil, daß das Schaltrad als ein neutrales Bauteil aus magnetisierbarem Werkstoff auf Vorrat legbar ist und erst kurz vor dem Einbau in die jeweilige individuelle Antriebsvorrichtung oder aber nach dem Einbau in diese Antriebsvorrichtung fertigstellbar ist durch Magnetisieren mit einem Magnetisierungsmuster, das dem betreffenden Anwendungsfall entspricht. Dabei werden die Schalträder je nach Anwendungsfall auf einer oder mehreren konzentrischen Ringzonen wenigstens eine Nord-Süd-Polfolge haben. Da sich zugeordnete magnetfeldempfindliche Sensoren wie Hall-Sensoren ohne weiteres nach einem vorbestimmten Muster und dabei mit großer Wiederholgenauigkeit an einer Halteeinrichtung wie Leiterplatte befestigen lassen, ist ein zeitraubendes Justieren der Steuereinrichtungen vermieden. Es genügt beispielsweise, wenn vor dem Aufsetzen eines Deckels das jeweilige Schaltrad auf exakte Magnetisierung von Nordpolen und Südpolen geprüft wird. Erkennbar verringert die Erfindung Lagerhaltungskosten und beschleunigt die Fertigstellung von Antriebsvorrichtungen.
Die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 4 ergeben den Vorteil, daß das Magnetisieren beispielsweise an einer Montagestraße für solche Antriebsvorrichtungen durchführbar ist, so daß vor Inbetriebnahme einer dafür notwendigen Magnetisiervorrichtung lediglich auf das Einsetzen der richtigen Magnetisierungsspule bzw. Magnetisierungswerkzeugs zu achten ist. Die Magnetisierung an der Montagestraße vermeidet also Verwechselungen und vereinfacht die Lagerhaltung.
Das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 hat den Vorteil, daß die Ringscheibe an einem Schneckenrad befestigt sein kann, bevor dieses Schneckenrad in die Antriebsvorrichtung eingebaut wird.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des Anmeldungsgegenstandes möglich.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 ergeben den Vorteil, daß die Steuereinrichtung der Antriebsvorrichtung geeignet ist zum Stillsetzen des Elektromotors beispielsweise in zwei Endstellungen oder/und zusätzlich noch wenigstens einer Zwischenstellung.
Die Antriebsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 hat den Vorteil, daß einerseits das Schaltrad verdrehsicher mit der Antriebsvorrichtung verkuppelt ist und andererseits beispielsweise anläßlich einer Demontage eine Wiederherstellung der ursprünglichen Ausrichtung möglich ist. Dabei schließen die kennzeichnenden Merkmale ein seitenrichtiges Einlegen des Schaltrades in die Antriebsvorrichtung mit ein.
Das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 hat den Vorteil, daß eine einmalige exakte Drehausrichtung des Magnetisierungswerkzeugs bzw. der Magnetisierungsspule eine nachträgliche Ausrichtung der Schaltscheibe vor dem endgültigen Fertigstellen der Antriebsvorrichtung überflüssig macht. Insoweit könnte man eine unmagnetisierte Schaltscheibe in an sich beliebiger Weise in die Antriebsvorrichtung einfügen und drehfest fixieren, beispielsweise durch Verklebung.
Zeichnung
Die Erfindung zeigt in Figur 1 einen Schnitt durch eine teilweise fertiggestellte Antriebsvorrichtung, Figur 2 ein Einzelteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und Figur 3 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in zusammengebautem Zustand.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Im Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 2 ausgebildet als eine Antriebsvorrichtung für einen Scheibenwischer, zu dessen Antrieb die Antriebsvorrichtung 2 eine teilweise dargestellte Kurbel 3 eines nicht dargestellten Kurbelgetriebes, das zu einem Wischerarm führt, in Drehung versetzt.
Die Antriebsvorrichtung 2 hat ein Gehäuse 4 und gemäß der Figur 3 einen Gehäusedeckel 5, einen nicht gezeichneten Elektromotor zum Antreiben einer Schneckenwelle 6, ein mit der Schneckenwelle 6 kämmendes Schneckenrad 7, eine mit dem Schneckenrad 7 verdrehfest verbundene Schneckenradwelle 8, im Gehäuse 4 befindliche Lagerbuchsen 9 und 10 für die Schneckenradwelle 8 und eine Steuereinrichtung 11, die im Beispiel ein mit dem Schneckenrad 7 verdrehfest verbundenes Schaltrad 12 und stirnseitig des Schaltrades 12 und dabei abgekehrt vom Schneckenrad 7 entfernt hier drei magnetflußempfindliche Sensoren 13, 14, 15 auf einer Sensorbrücke 16 aufweist.
Die Sensorbrücke 16 ist beispielsweise gestaltet als eine Leiterbahnplatte, die am Gehäusedeckel 5 befestigt sein kann. Die Sensoren 13, 14 und 15 weisen hier nicht dargestellte Lötfahnen auf, mittels denen die Sensoren 13 bis 15 an der Sensorbrücke 16 angelötet sein können. Die Sensoren 13 bis 15 sind beispielsweise als Hall-Sensoren ausgebildet und haben von der Schaltscheibe 12 einen Mindestabstand. Damit dieser Mindestabstand erhalten bleibt, ist außerhalb des Gehäuses 4 ein federnder Axialsicherungsring 17 um die Schneckenradwelle 8 herum angeordnet. Der Axialsicherungsring 17 weist federnde Krallen 18 auf, die ein Herauswandern der Schneckenradwelle 8 aus dem Axialsicherungsring 17 und dabei eine Annäherung des Schneckenrades 7 an die Sensoren 13 bis 15 vermeiden. Zwischen den Axialsicherungsring 17 und das Gehäuse 4 ist hier eine Anlaufscheibe 19 eingebaut, die beispielsweise aus Federstahlblech besteht und verschleißmindernd wirkt, so daß ein konstruktiv gewollter Abstand zwischen dem Schneckenrad 7 bzw. der Schaltscheibe 12 und den Sensoren 13 bis 15 ausreichend sicher erhalten bleibt. Eine solche verschleißmindernde Maßnahme ist auch vorgenommen durch Einsetzen einer zweiten Anlaufscheibe 20 zwischen einer Nabe 21 des Schneckenrades 7 und dem Gehäuse 4. Das Schneckenrad 7 und seine Nabe 21 sind hier aus thermoplastischem Kunststoff gespritzt, wodurch eine verdrehfeste Verbindung mit der Schneckenwelle 8 herstellbar ist durch Anordnung einer Rändelung 22 oder einer alternativen Kordelung, in die zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung der thermoplastische Kunststoff eindringt. Insoweit sind für den zuständigen Fachmann die mechanischen Bauteile der Antriebsvorrichtung 2 ausreichend beschrieben.
In den Figuren 1 und 3 ist das Schaltrad 12 längsgeschnitten dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß ein Teil 21' der Nabe 21 als ein Zentrierzapfen dient, der in eine Öffnung 23 des Schaltrades 12 hineinragt. Eine Draufsicht auf das Schaltrad 12 mit seiner Öffnung 23 ist in der Figur 2 dargestellt. Beispielsweise ist der Umfang der Öffnung 23 unterbrochen von drei ungleich ausgebildeten Nuten 24, 25 und 26. In nicht dargestellter Weise kann das Teil 21' den Querschnitten der Nuten 24, 25 und 26 angepaßte Vorsprünge aufweisen, so daß diese Vorsprünge zusammen mit den Nuten 24, 25 und 26 eine Vielkeilverbindung bilden, die beim Überschieben der Schaltscheibe 12 über das Teil 21' eine drehwinkelkorrekte und auch seitenkorrekte Ausrichtung der Schaltscheibe 12 zum Schneckenrad 7 und damit später zur Kurbel 3 erzwingt insofern, als bei einer anderen Ausrichtung das Schaltrad 12 nicht über das Teil 21' steckbar ist. Die drei Nuten 24, 25 und 26 bewirken also eine Codierung, wie sie beispielsweise prinzipiell bei elektrischen Steckverbindern bekannt ist zur Vermeidung von Fehlverschaltungen und Kurzschlüssen.
Wie aus den Figuren 1 und 3, die einen radialen Schnitt durch das Schaltrad 12 zeigen, erkennbar ist, ist das Schaltrad nach Art einer Ringscheibe, also im wesentlichen dünn ausgebildet. Diese Ringscheibe ist beispielsweise hergestellt aus Permanentmagnetpulver und einer thermoplastischen Bindung. Damit diese Ringscheibe 12 die ihr zugedachte Aufgabe der Signalerzeugung in wenigstens einem der Sensoren 13 bis 15 erfüllen kann, ist sie zu magnetisieren, wobei das Magnetisieren in Abhängigkeit der durch einen Fahrzeugtyp vorgegebenen Verstellwegmaße erfolgt. Je Fahrzeugtyp oder gar je Karosserietyp wird deshalb die Magnetisierung nach einem angepaßten Muster erfolgen. Ein Beispiel für ein solches Muster ist dargestellt in der Figur 2 durch Anordnen einer Magnetisierungsspule 30, also eines Magnetisierungswerkzeugs, über dem Grundriß der Ringscheibe 12. Ausgehend von einem Plus-Anschluß hat die Magnetisierungsspule 30 aufeinanderfolgend radiale Drahtabschnitte 31 bis 39 und dazwischen konzentrische, also bogenförmige Drahtabschnitte 40 bis 47. Wenn Magnetisierungsstrom durch die Magnetisierungsspule 30 geleitet wird, so fließt dieser Magnetisierungsstrom in dem radialen Drahtabschnitt 31 radial einwärts, also in Richtung der Mittenachse der Ringscheibe 12. Dadurch ergibt sich nach der "Rechtsschraube-Regel" bei 31 die dort mit N und S bezeichnete Polanordnung und bei 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 ergeben sich die jeweils dort angegebenen Polanordnungen. Die Spule 30 kann in einem Spulenhalter 50 fixiert sein. Ein solcher Spulenhalter 50 ist schematisiert in der Figur 1 dargestellt.
Ausgehend von der Figur 2 ist die Möglichkeit erkennbar, das Schaltrad 12 nach einem vorgegebenen Muster zu magnetisieren, ohne daß dabei das Schaltrad 12 mit der Antriebsvorrichtung 2 vereinigt ist. Von dieser Möglichkeit wird beispielsweise Gebrauch gemacht, wenn ein unmagnetisierter Rohling eines solchen Schaltrades von einem Vorratsspeicher bei der Montagestraße entnommen und auf dem Weg zu einer Montagestation dieser Montagestraße magnetisiert wird. Für diesen Fall bildet die durch die Anordnung der Nuten 24, 25 und 26 erstellte Codierung die Gewähr dafür, daß das Schaltrad 12 nur in der vorgeplanten Ausrichtung entlang dem Teil 21' auf das Schneckenrad 7 absenkbar ist. Dort wird es dann beispielsweise mittels Klebstoff festgehalten.
Die Alternative dazu ist in der Figur 1 dargestellt anhand der mittels eines Spulenhalters 50 oberhalb der Schaltscheibe 12 ausgerichteten Magnetisierungsspule 30. Damit hierbei eine vorgebbare Drehausrichtung des Magnetisierungsmusters relativ zu dem Schaltrad 12 und dabei auch der Antriebsvorrichtung 2 zustandekommt, ist das Gehäuse 4 der Antriebsvorrichtung 2 in eine Aufnahmevorrichtung 51 eingesetzt. Die Aufnahmevorrichtung 51 weist zur Aufnahme eines aus der Antriebsvorrichtung 2 herausragenden Abschnittes der Schneckenwelle 8 eine Aufnahmebohrung 52 auf und für die richtige Drehausrichtung um die Aufnahmebohrung 52 besitzt das Gehäuse 4 einen Ausrichtzapfen 53, der in eine Ausrichtnut 54 eintaucht, die sich oben und dabei stirnseitig in einer zur Aufnahmevorrichtung 51 gehörenden Säule 55 befindet.
Unter Verwendung dieser Aufnahmevorrichtung 51 und des dazu geeignet ausgerichteten Spulenhalters 50 und dabei auch der Spule 30 erfolgt die Magnetisierung unter gleichzeitiger richtiger Ausrichtung des Magnetisierungsmusters, so daß beim Beenden des Magnetisierens die Antriebsvorrichtung 2 fertig justiert ist bezüglich des Schaltrades 12. Wenn dann der in der Figur 3 dargestellte Gehäusedeckel 5 mit der daran befestigten Sensorbrücke 16 auf das Gehäuse 4 aufgesetzt ist, ist die Antriebsvorrichtung 2 komplett montiert. Weil es technisch keine Schwierigkeit macht, die Sensorbrücke 16 in vorbestimmter Weise an dem Gehäusedeckel 5 zu befestigen, ist also nach dem Befestigen des Gehäusedeckels 5 die Antriebsvorrichtung 2 fertig und kann danach zu einem Fahrzeug zwecks eines Einbauens verbracht werden.
Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung beschrieben im Zusammenhang mit einer Antriebsvorrichtung 2, die für einen Scheibenwischer bestimmt ist und deshalb relativ einfach im Aufbau ist. Die Erfindung ist aber auch anwendbar bei einer solchen Antriebsvorrichtung, die zur Gattung der Schiebedachantriebsvorrichtungen gehört. Diese Gattung ist in der Beschreibungseinleitung ausgiebig erwähnt, so daß es hier keiner weiteren Erläuterung anhand einer Zeichnung bedarf. Im Fall der Anwendung der Erfindung bei einer Schiebedachantriebsvorrichtung kommt es nicht darauf an, in welcher Weise Antriebsmomente übertragende Getriebeelemente ausgebildet sind. Auch kommt es nicht darauf an, welcher Typ von Getriebe zum Drehen des Schaltrades 12 in Abhängigkeit der Länge eines von einem Schiebedach zurückgelegten Weges verwendet wird.
Die Anwendung der Erfindung ist aber nicht auf das Antreiben von Scheibenwischern oder Schiebedächern beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch Verwendung finden bei Fensterhebern, Lüftungsklappen, Schiebetüren, Fahrzeugsitzen und Lenkradanordnungen.

Claims (6)

  1. Antriebsvorrichtung (2) für ein zwischen Endstellungen bewegbares Teil eines Fahrzeugs mit einem Elektromotor, mit einer ein Drehmoment aus der Antriebsvorrichtung (2) herausführenden Welle (8), mit einer der Steuerung sowie Stillsetzen des Elektromotors für mindestens eine vorbestimmte Stellung des bewegbaren Teils dienenden Schalteinrichtung, die ein Schaltrad (12) mit mindestens einem Dauermagnet und mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor (13, 14, 15) aufweist, wobei das Schaltrad (12) wenigstens mittelbar mit der Welle (8) verkoppelt ist, so daß es beim Bewegen des Teils des Fahrzeugs zwischen zwei Endstellungen höchstens um 360° drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (12) scheibenförmig ausgebildet ist und wenigstens teilweise aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, daß wenigstens ein magnetflußempfindlicher Sensor (13, 14, 15) mit einer Fläche des Schaltrads (12) wechselwirkt, die senkrecht zu einer Drehachse des Schaltrads (12) ausgerichtet ist, wobei wenigstens eine Ringzone der Fläche in wenigstens einem Bereich in Umlaufrichtung magnetisiert ist, daß das Schaltrad (12) in diesem Bereich der Ringzone im Umlaufsinn aufeinanderfolgend korrespondierende Magnetpole (N und S oder S und N) aufweist.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß radial versetzt das Schaltrad (12) wenigstens eine weitere magnetisierte Ringzone und dieser zugeordnet wenigstens einen weiteren magnetflußempfindlichen Sensor (13, 14, 15) aufweist.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (12) von einer zentralen Öffnung (23) ausgehend mehrere unterschiedliche Nuten (24, 25, 26) aufweist, die Bestandteil einer Codierung sind, die einem lagerichtigen Einbau des Schaltrads (12) in die Antriebsvorrichtung (2) dient.
  4. Verfahren zum Herstellen einer Antriebsvorrichtung (2) mit einem Schaltrad (12) aus magnetisierbarem Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (12) im wesentlichen unmittelbar vor dem Einbau in die Antriebsvorrichtung (2) nach einem vorgegebenen Muster magnetisiert wird.
  5. Verfahren zum Herstellen einer Antriebsvorrichtung (2) mit einem Schaltrad (12) aus magnetisierbarem Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (12) in unmagnetisiertem Zustand in die Antriebsvorrichtung (2) eingebaut und darin befestigt wird und daß danach mittels einer Magnetisierungsvorrichtung (30, 50) das Schaltrad (12) nach einem vorgegebenen Muster magnetisiert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Muster in vorgegebener Weise mit in Drehrichtung verlaufender Magnetisierungsrichtung auf das Schaltrad (12) magnetisiert wird.
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